[发明专利]一种纤维复合材料及利用RTM成型方法生产该复合材料的方法

说明书

本发明涉及一种纤维复合材料及利用RTM成型方法生产该复合材料的方法。所述方法包括：将氰酸酯树脂粉末在第一温度下分散于环氧树脂中，制得混合树脂；将所述混合树脂加热到第二温度，然后，涂覆在干态织物的表面，得到干态织物中间体；将所述干态织物中间体制成预成型体；将所述预成型体放入RTM成型模具的模腔内，合模，然后在第三温度下注射所述混合树脂，经固化成型、脱模和后处理，得到纤维复合材料；其中，所述第一温度低于所述氰酸酯树脂的熔点；所述第二温度低于所述氰酸酯树脂的熔点；所述第三温度高于所述氰酸酯树脂的熔点。该方法中的树脂体系可用于干态织物批量定型处理，还满足高纤维体积含量RTM复合材料的注胶工艺要求。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种纤维复合材料及利用RTM成型方法生产该复合材料的方法。

背景技术

复合材料液态成型工艺已经广泛应用复合材料各个技术领域，并逐步由生产次承力结构件向生产主承力结构件方向发展。在复合材料液态成型工艺中，有一项关键技术，这一关键技术就是纤维预成型体的制备工艺。纤维预成型体需要大量使用干态纤维织物(例如干态碳纤维织物或干态玻璃纤维织物)，所使用的干态纤维织物由于没有像预浸料一样浸胶，因此很容易出现变形，从而导致纤维屈曲、铺层角度偏斜等，进而直接影响预成型体的质量及最终产品的质量。因此，在制备纤维预成型体时，人们必须对纤维进行预定型处理。

传统的预定型处理方法是将溶剂型纤维定型剂涂刷在纤维上，待溶剂挥发后纤维变硬，尽管裁减铺层时纤维变形量会比不定型时小，但定型后的织物在室温下粘性很小，铺敷简单平板是可以的，但很难制备复杂结构复合材料产品的纤维预成型体，从而限制了RTM工艺在复杂复合材料结构件上的应用。此外，经传统定型方法定型后的织物中定型剂含量一般为3～5％，无法用预浸料设备进行自动化生产，只能采用手工涂刷，需要付出大量的人力，导致生产效率非常低，并且在用量很少的情况下也会导致定型效果差，另外，如果增加定型剂含量，不仅会影响RTM树脂的流动，而且会出现与RTM树脂不相容现象，进而在一定程度上影响复合材料的力学性能。

SIRTM(Semi-Infiltration Resin Transfer Molding)液态成型工艺方法强调用RTM本体树脂作为定型剂材料，并采用热熔法预浸料设备对干态织物进行批量定向处理制得干态织物中间体，预成型体制备使用的半浸润干态织物中间体具有预浸料的裁剪和铺敷工艺性，是一种满足复杂结构复合材料构件批量生产的RTM工艺方法。SIRTM工艺可以有效解决现有RTM工艺中定型剂与RTM树脂相容性差，定型剂用量少则定型效果差且无法工业化生产，用量大则会严重影响复合材料的力学性能等问题。但是，传统RTM环氧树脂体系为了满足RTM注胶工艺要求，树脂体系黏度一般都很低，室温下一般都为液体，升温到 50～60℃热熔法预浸料的生产温度时一般都因黏度太低而无法成膜，从而无法对干态织物进行批量定型处理。因此，传统RTM环氧树脂一般都无法直接用作SIRTM工艺中干态织物的批量定型处理的定型剂材料。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对传统RTM环氧树脂黏度低无法成膜，无法满足热熔法预浸料生产工艺要求以及干态织物中间体批量定型处理要求的问题，本发明提供了一种利用RTM成型方法生产纤维复合材料的方法，该方法中的环氧树脂可以用于干态织物批量定型处理，还可以用于RTM注射工艺。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种利用RTM成型方法生产纤维复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将氰酸酯树脂粉末在第一温度下分散于环氧树脂中，制得混合树脂；

(2)将所述混合树脂加热到第二温度，然后，涂覆在干态织物的表面，得到干态织物中间体；

(3)将所述干态织物中间体制成预成型体；